地震波层析成像探测地下障碍物的研究
来源:成果转化处、省对外科技交流中心 时间:2019-05-06 15:40

  地下障碍物,对于地下工程施工影响较大,虽然钻探结果准确直观,但是"一孔之见"难以体现地下障碍物的全局分布,增加钻孔数量也会相应的增加施工成本,降低效率。采用地震波层析成像(CT)技术,可以获得地下一定范围的地层剖面信息,直观地显示出地下障碍物的分布位置和规模,针对性地布置钻孔进行验证,既减少了钻探成本,又提高了工作效率,虽该方法探测地下障碍物具有一定优势,但在探测分辨率及精确度方面还有待进一步研究,逐步优化该方法。项目首先研究地震波层析成像中数据资料解译方法,对比分析直线追踪法与曲线追踪法的探测效果,当地下介质均匀时,两种射线追踪法反演结果基本一致,当地下存在与周围介质波速差异较大的介质(孤石)时,弯曲射线追踪法反演结果具有更高的分辨率和精确度。然后研究采用不同的探测参数对于探测分辨率的影响,综合对比不同孔距、检波点距、激发点距的探测效果可知:小孔距更能精确的反映孤石的分布情况,而采用大孔距探测出孤石的分布范围会比实际的偏大,孤石的形态特征较模糊;当孤石分布于较深地层时,探测精度会比孤石位于较浅地层时要高;另采用相对较大的激发点距与检波点距探测的误差相对较大,尤其是位于钻孔边缘及剖面中部的盲区位置会存在无法识别出的较小孤石或探测出的孤石的形态比实际的形态偏大的误差现象。最后研究采用水平定向钻成孔进行地震波层析成像探测,通过理论分析及实践验证,水平管间地震波层析成像探测与垂直钻孔间地震波层析成像的探测效果相同,且能有效的解决存在钻孔施工难度较大或无法进行钻探施工的场地限制问题,并对该技术方法申请了一项发明专利,具有一定的推广应用价值。项目研究过程中发表了5篇以上专业期刊学术论文,并广泛应用于福州地铁盾构施工、市政顶管施工过程中地下障碍物的探测,取得较好的探测效果,保证了施工安全,社会效益、经济效益十分显著。

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